🕺🏾 🆚 🙅🏿 इलेक्ट्रिक मोटर नियंत्रण मॉड्यूल की एक खुली परियोजना। शुरुआत ⏫ ⛷️ 👨🏻‍🌾

मॉड्यूल का मुख्य उद्देश्य समकालिक ब्रशलेस मोटर्स (BLDC, BLAC, PMSM ...) को ट्रैपेज़ॉइडल या साइनसॉइडल वोल्टेज फॉर्म के साथ गति-स्थिति सेंसर या सेंसर के बिना नियंत्रित करना है । इसके अलावा, मॉड्यूल में छोटे आयाम, आपूर्ति वोल्टेज की एक काफी विस्तृत श्रृंखला, विभिन्न प्रकार के डिबगिंग चैनल, वायर्ड और वायरलेस संचार हैं।

मॉड्यूल द्वारा नियंत्रित इंजन की शक्ति कुछ सौ वाट के भीतर और वोल्टेज 30V तक हो सकती है। ये विभिन्न तंत्र और उपकरणों के इंजन हैं, जैसे: 3 डी प्रिंटर, स्वचालित दरवाजे, स्वचालित शटर, स्टैंड-अलोन पंप, पंखे, ताले, बिजली उपकरण, स्टेबलाइजर्स, आरसी मॉडल, रोबोट आदि के इमदादी तंत्र।

लेकिन यह मॉड्यूल के उपयोग तक सीमित नहीं है। यह मामूली जोड़ के साथ इस्तेमाल किया जा सकता है सोलनॉइड, स्टेपर मोटर्स को नियंत्रित करने के लिए, प्रकाश को नियंत्रित करने के लिए, एक शक्तिशाली चार्जर के रूप में, एक वोल्टेज नियामक के रूप में, ऑडियो सिग्नल के एक शक्तिशाली स्रोत के रूप में, एक वर्तमान मीटर के साथ एक उच्च-amp स्विच के रूप में, और बस डिबगिंग प्लेटफॉर्म के रूप में।
एक शब्द में, इंजीनियर के घर में ऐसा मॉड्यूल बहुत उपयोगी हो सकता है।

मॉड्यूल के इन सभी गुणों को वर्तमान और वोल्टेज सेंसर और एक शक्तिशाली माइक्रोकंट्रोलर के साथ क्लासिक 3-चरण आधा-पुल सर्किट के लिए धन्यवाद प्राप्त होता है।

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बिजली इकाई सर्किट के विकास की प्रक्रिया को तेज करने के लिए, टीआई द्वारा पेश की गई विशिष्ट परियोजनाओं में से एक को आधार के रूप में लिया गया था।

मैं TIDA-00901 बोर्ड के डिजाइन पर बस गया।

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बोर्ड में अच्छी विशेषताएं हैं: 20 ए तक, इंजन शक्ति 200 डब्ल्यू तक, रेटेड वोल्टेज 12 वी। एक कार में संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया।

पॉवर कुंजियों के ड्राइवर के रूप में, DRV8305 चिप का उपयोग किया जाता है । कुछ खोजों ने निष्कर्ष निकाला है कि यह इस तरह के अनुप्रयोगों के लिए सबसे अच्छा ड्राइवर चिप्स में से एक है।

एक बहुत ही उपयोगी विकास दस्तावेज ऑटोमोटिव 12 V 200 W (20 A) BLDC मोटर ड्राइव संदर्भ डिज़ाइन है ।

बोर्ड का एक विशिष्ट गोल आकार है, C2000 लॉन्चपैड नियंत्रक का उपयोग नियंत्रण तत्व के रूप में किया जाता है। दुर्भाग्य से, सॉफ्टवेयर मोटर नियंत्रण पुस्तकालयों के संबंध में पूरी तरह से खुला नहीं है। C2000 लॉन्चपैड DSP प्रोसेसर परिवार F2802x Piccolo पर आधारित है। यह प्रोसेसर परिवार सरल ऊर्जा कन्वर्टर्स के विकास के लिए विशिष्ट है, और महान सार्वभौमिकता और संसाधनों में भिन्न नहीं है।

मॉड्यूल वास्तुकला।

इस परियोजना में, 2 बोर्डों की समग्र संरचना के रूप में मॉड्यूल को निष्पादित करने का निर्णय लिया गया था। मुख्य बोर्ड में एक पावर ड्राइवर, एक पावर सबसिस्टम और कुछ परिधीय कार्य होते हैं। प्रोसेसर बोर्ड मुख्य बोर्ड पर स्थापित है। K66BLEZ1
प्रोजेक्ट बोर्ड (इस परियोजना पर एक और लेख - 1 , 2 , 3 , 4 ) एआरएम कोर्टेक्स-एम 4 कोर पर आधारित एक एनएक्सपी कैनेटीस परिवार माइक्रोकंट्रोलर के साथ प्रोसेसर के रूप में चुना गया था । ( 180 मेगाहर्ट्ज, 2 एमबी फ्लैश मेमोरी, 256 केबी रैम + माइक्रो एसडी कार्ड, स्व-चालित वास्तविक समय घड़ी, यूएसबी डिवाइस / होस्ट उच्च गति, अलग ब्लूटूथ ले 4 / ज़िगबी चिप ) (विस्तार करने के लिए क्लिक करें)

मॉड्यूल एक वोल्टेज रेंज फ़ीड 8.5 से 30 । कई तापमान सेंसर - माइक्रोकंट्रोलर में, पावर स्विच के पास और एक बाहरी एक मॉड्यूल और मोटर को खतरनाक ओवरहेटिंग से बचाता है। -40 डिग्री तक के तापमान पर पूरे तात्विक आधार को ऑपरेशन के लिए चुना जाता है । साथ ।

बिजली मोटर नियंत्रण के लिए बनाया गया कुंजी नाड़ी 200 amps के लिए वर्तमान । वर्तमान माप 0.001 ओम के प्रतिरोध के साथ प्रतिरोधक शंट द्वारा किया जाता है। में निर्मित चिप चालक DRV8305 समायोज्य एम्पलीफायर मॉड्यूल सक्षम के साथ 0.1 ए और 300 ए से धाराओं को मापने के ।

कैन बस ऐसे कई मॉड्यूलों को एक सामान्य सिंक्रनाइज़ नेटवर्क में एकीकृत करना संभव बनाता है।

चिप MPU-9250अंतरिक्ष और जड़त्वीय नेविगेशन में मॉड्यूल अभिविन्यास के नियंत्रण के साथ-साथ कंपन और झटके की निगरानी के लिए उपयोगी है।

5 वी के एक आउटपुट वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया गया है साथ में निर्मित मॉड्यूल डीसी-डीसी कनवर्टर 3.5 एक अप करने के लिए धाराओं । मॉड्यूल स्वयं इस कनवर्टर से खपत करता है 150 mA से अधिक नहीं, शेष वर्तमान आपूर्ति को कनेक्टर X4 से बाहरी भार को दिया जा सकता है। X4 कनेक्टर प्रकाश और संकेत तत्वों को जोड़ने के लिए सुविधाजनक है, जैसे कि WS2812B चिप्स और इसी तरह के RGB एलईडी स्ट्रिप्स । प्रोसेसर WS2812B प्रारूप के डिजिटल आउटपुट पर बिट एन्कोडिंग प्रोटोकॉल के गठन का समर्थन करता हैसाथ ही PPM, PCM, PWM एन्कोडिंग। इसी तरह, मॉड्यूल न्यूनतम प्रोसेसर लोड के साथ कठिनाई के बिना पीपीएम और पीसीएम सिग्नल प्राप्त कर सकता है।

पावर ट्रांजिस्टर के चयन के लिए अधिकतम स्विचिंग आवृत्ति और औचित्य की गणना

हम टीआई से दस्तावेज़ में प्रस्तावित ट्रांजिस्टर तुलना तालिका की पुनरावृत्ति करते हैं । सभी मापदंडों को डेटाशीट से फिर से लिखा गया है।

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यहाँ, TI विशेषज्ञों की तरह, मैंने CSD1854Q5B चुना। अधिकतम वर्तमान के संदर्भ में, यह सबसे अच्छा विकल्प है। और 122 KHz की स्विचिंग आवृत्ति काइनेटिस परिवार से नियंत्रण के साथ उचित सीमा से परे हो जाती है।

फिल्टर कैपेसिटर के चयन के लिए अधिकतम वर्तमान तरंग और औचित्य की गणना

वर्तमान तरंग सीधे कैपेसिटर के हीटिंग और सेवा जीवन को प्रभावित करते हैं, खासकर इलेक्ट्रोलाइटिक वाले। इसलिए, अनुमानित सेवा जीवन और अधिकतम धाराओं को ध्यान में रखते हुए, टाइप और रेटिंग द्वारा कैपेसिटर का चयन करना आवश्यक है।

इस सूत्र का उपयोग करते हुए, आपको जांचना चाहिए कि मॉड्यूल अधिकतम संधारित्र धाराओं से अधिक के बिना इस मोटर को नियंत्रित करने में सक्षम है या नहीं।

जैसा कि टीआई विशेषज्ञों ने गणना की, आरेख पर संकेतित कैपेसिटर के साथ, 40 KHz की एक PWM आवृत्ति पर एक मॉड्यूल लंबे समय तक एक बंद मोटर को 80 ए से अधिक के घुमाव के माध्यम से चालू कर सकता है।

मॉड्यूल मुख्य बोर्ड आरेख

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कनेक्टर स्थान

ऊपर से मुख्य बोर्ड का दृश्य:

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नीचे से मुख्य बोर्ड का दृश्य

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आयाम

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प्रोजेक्ट रिपॉजिटरी

परियोजना से संबंधित सभी सामग्री यहां संग्रहीत हैं ।
सर्किट और सर्किट बोर्ड का विकास Altium Designer 17.0.6 में किया जाता है।
रिपॉजिटरी में, आप एसटीईपी प्रारूप में 3 डी असेंबली मॉडल पा सकते हैं । Mathcad प्रारूप में A8586 पर DC-DC कनवर्टर के लिए एक गणना फ़ाइल
भी है ।

परियोजना का कार्यक्रम हिस्सा अगले लेख में माना जाएगा।

इलेक्ट्रिक मोटर नियंत्रण मॉड्यूल की एक खुली परियोजना। शुरुआत